उच्च शिखर पावर लेजरहरूसँग वैज्ञानिक अनुसन्धान र सैन्य उद्योग क्षेत्रहरू जस्तै लेजर प्रशोधन र फोटोइलेक्ट्रिक मापनमा महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोगहरू छन्। संसारको पहिलो लेजर 1960 मा जन्मिएको थियो। 1962 मा, McClung ले ऊर्जा भण्डारण र द्रुत रिलीज प्राप्त गर्न नाइट्रोबेन्जिन केर सेल प्रयोग गर्यो, यसरी उच्च शिखर शक्ति संग स्पंदित लेजर प्राप्त गर्न। क्यु-स्विचिङ प्रविधिको उदय उच्च शिखर पावर लेजर विकासको इतिहासमा महत्त्वपूर्ण सफलता हो। यस विधिद्वारा, निरन्तर वा फराकिलो पल्स लेजर ऊर्जालाई धेरै साँघुरो समय चौडाइको साथ दालहरूमा संकुचित गरिन्छ। लेजर शिखर शक्ति परिमाण को धेरै आदेश द्वारा बढेको छ। इलेक्ट्रो-ओप्टिक क्यू-स्विचिङ टेक्नोलोजीमा छोटो स्विचिंग समय, स्थिर पल्स आउटपुट, राम्रो सिङ्क्रोनाइजेसन, र कम गुफा हानिको फाइदाहरू छन्। आउटपुट लेजरको शिखर पावर सजिलै सयौं मेगावाटमा पुग्न सक्छ।

इलेक्ट्रो-ओप्टिक क्यू-स्विचिङ साँघुरो पल्स चौडाइ र उच्च शिखर पावर लेजरहरू प्राप्त गर्नको लागि एक महत्त्वपूर्ण प्रविधि हो। यसको सिद्धान्त भनेको लेजर रेजोनेटरको ऊर्जा हानिमा अचानक परिवर्तनहरू प्राप्त गर्न क्रिस्टलको इलेक्ट्रो-ओप्टिक प्रभाव प्रयोग गर्नु हो, जसले गर्दा गुफा वा लेजर माध्यममा ऊर्जाको भण्डारण र द्रुत रिलीजलाई नियन्त्रण गर्दछ। क्रिस्टलको इलेक्ट्रो-अप्टिकल प्रभावले भौतिक घटनालाई बुझाउँछ जसमा क्रिस्टलको लागू विद्युतीय क्षेत्रको तीव्रतासँग क्रिस्टलमा प्रकाशको अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन हुन्छ। घटना जसमा अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन र लागू विद्युतीय क्षेत्रको तीव्रता रैखिक सम्बन्ध हुन्छ लाई रैखिक इलेक्ट्रो-अप्टिक्स, वा पोकेल्स प्रभाव भनिन्छ। अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन र लागू विद्युत क्षेत्र बल को वर्ग एक रैखिक सम्बन्ध छ कि घटना को माध्यमिक इलेक्ट्रो-ओप्टिक प्रभाव वा केर प्रभाव भनिन्छ।

सामान्य परिस्थितिमा, क्रिस्टलको रैखिक इलेक्ट्रो-ओप्टिक प्रभाव माध्यमिक इलेक्ट्रो-ओप्टिक प्रभाव भन्दा धेरै महत्त्वपूर्ण छ। रैखिक इलेक्ट्रो-ओप्टिक प्रभाव व्यापक रूपमा इलेक्ट्रो-ओप्टिक Q-स्विचिंग प्रविधिमा प्रयोग गरिन्छ। यो गैर-सेन्ट्रोसिमेट्रिक बिन्दु समूहहरूसँग सबै 20 क्रिस्टलहरूमा अवस्थित छ। तर आदर्श इलेक्ट्रो-ओप्टिक सामग्रीको रूपमा, यी क्रिस्टलहरूलाई थप स्पष्ट इलेक्ट्रो-ओप्टिक प्रभाव मात्र आवश्यक छैन, तर उपयुक्त प्रकाश प्रसारण दायरा, उच्च लेजर क्षति थ्रेसहोल्ड, र भौतिक रसायनिक गुणहरूको स्थिरता, राम्रो तापमान विशेषताहरू, प्रशोधन गर्न सजिलो, र ठूलो आकार र उच्च गुणस्तरको साथ एकल क्रिस्टल प्राप्त गर्न सकिन्छ। सामान्यतया, व्यावहारिक इलेक्ट्रो-ओप्टिक Q-स्विचिंग क्रिस्टलहरूलाई निम्न पक्षहरूबाट मूल्याङ्कन गर्न आवश्यक छ: (1) प्रभावकारी इलेक्ट्रो-ओप्टिक गुणांक; (2) लेजर क्षति थ्रेसहोल्ड; (3) प्रकाश प्रसारण दायरा; (4) विद्युत प्रतिरोधकता; (5) डाइलेक्ट्रिक स्थिरता; (6) भौतिक र रासायनिक गुणहरू; (7) मेसिन क्षमता। छोटो पल्स, उच्च दोहोरिने आवृत्ति, र उच्च पावर लेजर प्रणालीहरूको अनुप्रयोग र प्राविधिक विकासको विकासको साथ, Q-स्विचिंग क्रिस्टलहरूको प्रदर्शन आवश्यकताहरू बढ्दै जान्छ।

इलेक्ट्रो-ओप्टिक क्यू-स्विचिङ प्रविधिको विकासको प्रारम्भिक चरणमा, केवल व्यावहारिक रूपमा प्रयोग हुने क्रिस्टलहरू लिथियम निओबेट (LN) र पोटासियम डि-ड्युटेरियम फास्फेट (DKDP) थिए। LN क्रिस्टलमा कम लेजर क्षति थ्रेसहोल्ड छ र मुख्यतया कम वा मध्यम पावर लेजरहरूमा प्रयोग गरिन्छ। एकै समयमा, क्रिस्टल तयारी प्रविधिको पछाडिको कारणले गर्दा, LN क्रिस्टलको अप्टिकल गुणस्तर लामो समयको लागि अस्थिर छ, जसले लेजरहरूमा यसको व्यापक अनुप्रयोगलाई पनि सीमित गर्दछ। DKDP क्रिस्टल deuterated फोस्फोरिक एसिड पोटासियम डाइहाइड्रोजन (KDP) क्रिस्टल हो। यसको तुलनात्मक रूपमा उच्च क्षतिको थ्रेसहोल्ड छ र इलेक्ट्रो-ओप्टिक क्यू-स्विचिंग लेजर प्रणालीहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। जे होस्, DKDP क्रिस्टल डेलिकेसेन्टको लागि प्रवण छ र लामो वृद्धि अवधि छ, जसले यसको प्रयोगलाई निश्चित हदसम्म सीमित गर्दछ। Rubidium titanyl oxyphosphate (RTP) क्रिस्टल, बेरियम मेटाबोरेट (β-BBO) क्रिस्टल, ल्यान्थेनम ग्यालियम सिलिकेट (LGS) क्रिस्टल, लिथियम टेन्टालेट (LT) क्रिस्टल र पोटासियम टाइटानिल फास्फेट (KTP) क्रिस्टल पनि इलेक्ट्रो-ओप्टिचिङमा प्रयोग गरिन्छ। प्रणालीहरू।

 WISOPTIC (@1064nm, 694nm) द्वारा बनाईएको उच्च गुणस्तरको DKDP Pockels सेल